高压变频器基本知识ppt课件.ppt

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1、高压变频器基本知识技术2部一．电机调速的原理根据电机的转速特性n=60f（1-s）/p可以得出，改变电机的转速，基本上有三个方法：改变频率，改变转差率或改变磁极对数。转差率是电动机的定子磁场转速与转子转速的差与定子磁场的转速的比值对于通用的调速方式，可以分为以下几种：从节能角度通常分为高效调速和低效调速。高效调速是指基本上不增加转差率损耗的调速方式，在调节电机转速时，转差率基本不变，不增加转差损失，或将转差功率以电能的形式回馈到电网或以机械能形式回馈机轴；低效调速则存在附加的转差损失，在相同调速工况下，低效调速的节能效果不如高效调速。常用的有以下几种调速方式

2、：1．变极调速：通过改变定子绕组的极对数来改变旋转磁场同步转速进行调速的，是无附加转差损耗的高效调速方式。极对数P为1，2，3.等。如f=50HZ时，P=1则n=3000转/分.改变极对数用改变定子绕组的接线方式来完成。这种改变极对数来调速的鼠笼型电动机常称为多速感应电动机或变极感应电动机。优点：运行可靠，效率高，控制线路简单，容易维护，对电网无干扰，初始投资低。缺点：因为P为整数，调速不连续，抑制了它的适用范围。适用于固定调速变化的场合。一般情况下，为了弥补有极调速的缺陷，与定子调压调速或电磁耦合器调速配合适用。2．串级调速:在绕线型感应电动机的转子电路中串入一个

3、与转子电动势相反的附加电动势，用以减小转子电流，降低转子的转矩，从而达到调速的目的。这时，转子电路内不再串入外接附加电阻，产生转差损耗，而是将转子的转差功率回馈到电网上或机轴上，是一种高效调速方式。（将转子上移出的电转差功率通过整流，逆变送回到电网，这样相当于改变了转子内阻，从而改变了电动机的滑差。因为转子的电压和电网的电压不同，所以向电网逆变需要一个附加的变压器，如果变压器在电机的外部，属于传统的串级调速，一般采用内馈电机的方式，即在定子上另做一个三相辅助绕组，辅助绕组也参与做功，这样，主绕组从电网上吸收的能量将会降低，从而达到调速节能的目的,这种调速称为内馈调速

4、。）一般内馈调速是通过移相触发控制（移相内馈），有源逆变器通过改变逆变角控制电转差功率，并人为产生无功功率，抗干扰性差，逆变器电流等于转子电流，换向重叠角大。增加换向难度。逆变器易发生颠覆故障。另外一种为斩波内馈方式，可以改变移相内馈的缺点，因为斩波控制时，逆变角固定在最小值不变。提高了系统功率因数，减小逆变的电压波形畸变和逆变电流的谐波幅值，使系统的谐波电流小于5%。内馈调速和串级调速都属于转子电磁功率控制的调速，就是通过改变转子电磁功率来实现的。优点：调速效率高，可实现无级调速，初始投资不大。缺点：对电网干扰大，调速范围窄，功率因数比较低，必须是绕线转子等，与转

5、子串电阻相比，主要是其效率优势，串级调速系统的总效率一般在80%左右。3．电磁离合器调速：电磁转差离合器由主动部分电枢和从动部分感应子组成，其调速功能是通过调节感应子励磁电流的大小改变气隙磁感应强度，从而改变感应子从动轴的电磁转矩来实现调速。因此，在某一恒定转矩下，励磁电流发生变化时，转速发生变化，调速范围小，非线性严重，励磁电流的损失都转化为热能耗，属于低效调速方式，一般用于低压电机，功率不大的场合。电磁滑差离合器：除了内部作用机理与液力耦合器有所区别以外，调速的原理完全相同，同样是损耗功率控制调速。调速所产生的损耗功率以热能形式消耗在滑差离合器内部，效率特性与液

6、力耦合器一致4．液力耦合器调速：液力耦合器是一种利用液体介质传递转速的机械设备，通过连续改变液体的压力来进行调速。压力越大，输出转速越高。这是高压电机领域中最传统的调速方式，但这种方式能耗大，效率低。原因是存在严重的耦合损失和转差损失。耦合损失是由于液压油内摩擦造成的，转差损失是由于调速时输出轴和输入轴存在转差造成的。这种损失随转差的增加而上升，即效率η=1-S，其中S为转差率，这两部分都转为热量消失。另外，受执行机构和液压机构限制，调速精度差，同时还存在严重的非线性，只在15%-85%之间调节线性区，但仍存在增速与减速间逆差间隙，造成自动系统很难投入运行。并且需要

7、一整套油系统，维护工作量大。对于风机泵类负载，由于负载转矩按转速平方率变化，原传动输入功率则按转速的平方率降低，损耗功率相对小一些，但输出功率是按转速的立方率减小，调速效率仍然很低。液力耦合器的调速效平均效率在50%左右。5．变频调速：通过改变电动机的定子供电频率来改变旋转磁场同步转速进行调速的。是无附加转差损耗的高效调速方式。通常我们所说的60f/p,变频调速系统的关键装置是频率变换器即变频器。优点：调速效率高，启动能耗低，调速范围宽，可实现无级调速，动态响应速度快，调速精度高，操作简便，易于实现生产工艺控制自动化。由于对异步电动机进行调速控制时希望电动机的主